Урок-презентация по междисциплинарному курсу Организация ремонтных работ промышленного оборудования и контроль за ними на тему Восстановление деталей наплавкой

Урок-презентацияТема: «Восстановление деталей наплавкой». по МДК 01.02 Организация ремонтных работ и контроль за ними.Для студентов 3 курса колледжа специальности 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)Цель урока: познакомиться с методами восстановления деталей сваркой и наплавкой, видами сварки и наплавки, областью применения в ремонтной практике. Распределение времени на основные этапы урока Организационная часть Организационная часть Изложение нового материала Изложение нового материала Изложение нового материала 5…7 10…15 50…63 10…15 2…3 Наглядные пособия к уроку: детали технологического оборудованияОсновные вопросы для повторения:1 Какое применение нашла сварка в ремонтной практике?2 Какие виды сварки применяют при ремонте деталей?3 Какое оборудование материалы применяются при сварке?4 Как подготовить свариваемые поверхности под сварку?5 Какова особенность сварки чугунных деталей?5 Какова особенность сварки деталей из алюминия? План изложения нового материала:НАПЛАВКАНаплавка по сравнению с другими способами восстановления дает возможность получать на поверхности деталей слой необходимой толщины и нужного химического состава, высокой твердости и износостойкости. В общем объеме работ по восстановлению деталей на ремонтных предприятиях различные способы восстановления составляют, %: наплавка подслоем флюса 32;вибродуговая наплавка 12;наплавка в среде углекислого газа 20;наплавка порошковой проволокой без флюсовой или газовой защиты 10; плазменная наплавка 1,5;электроконтактное напекание 6;гальванические способы 5;электромеханическая обработка 1;электрошлаковая наплавка 1,5;заливка деталей жидким металлом 2;восстановление деталей полимерами 5;другие способы 5. Автоматическая наплавка под слоем флюса. При такой наплавке в зону горения дуги (рис. 13) подают сыпучий флюс, состоящий из отдельных мелких крупиц (зерен). / — наплавляемая деталь; 2 — оболочка жидкого флюса; 3 — эластичная оболочка; 4 — бункер с флюсом; 5 — мундштук; 6 — электрод; 7 — электрическая дуга; 8 — шлаковая корка; 9 — наплавленный металл; а —- смещение с зенитаСхема автоматической наплавки Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота. После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместе с флюсом, образуя на наплавленной поверхности ломкую шлаковую корку. Флюс, который не расплавился, может быть снова использован. Автоматическая наплавка эффективна в тех случаях, когда нужно наплавить слой толщиной более 3 мм Влияние на глубину проплавления оказывает относительное размещение электрода и детали. В практике применяют наплавку утлом вперед, при которой глубина проплавления меньше, чем при наплавлении углом назад. Глубина проплавления также уменьшается с увеличением вылета электрода.Для наплавки под слоем флюса применяют устанавливаемые на токарных станках или специальных установках головки типов А-580, ОКС-1031Б, ОКС-1252М.Качество наплавленного металла и его износостойкость зависят от марки электродной проволоки, флюса и режима наплавки. Для наплавки низкоуглеродистых и низколегированных сталей используют проволоку из низкоуглеродистых (Св-08, Св-08А), марганцовистых (Св-08Г, Св-08ГА) и кремниймарганцовистых (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС) сталей.Стали с большим содержанием углерода наплавляют проволокой Нп-65Г, Нп-80, Нп-ЗОХГСА, Нп-40Х13 (ГОСТ 1,0543—82). Флюсы подразделяют на плавленые, керамические и флюсы-смеси.Плавленые флюсы АН-348А, АН-60, ОСУ-45, АН-20, АН-28 содержат стабилизирующие и шлакообразующие элементы, но в состав этих флюсов не входят легирующие добавки, что не способствует повышению прочности и износостойкости наплавленного металла. Керамические флюсы АНК-18, АНК-19, ЖСН-1, кроме стабилизирующих и шлакообразующих элементов, содержат легирующие добавки — ферросплавы, которые при наплавке малоуглеродистой проволокой обеспечивают высокую твердость и износостойкость наплавленного металла. Флюсы-смеси состоят из флюса АН-348А с добавлением феррохрома, ферромарганца и графита. Смесь расстилают слоем 15—20 мм на листе, сушат 15—25 мин при температуре 100—120 °С, а затем просеивают через сито № 16 и высушивают при температуре 150—200 °С в течение 3—4 ч. Смешивая агломерат с флюсом в необходимом соотношении, получают легирующий флюс, применение которого позволяет получать наплавленный слой однородного химического состава, высокой твердости и износостойкости. При наплавке могут возникнуть такие дефекты: неравномерность ширины и высоты наплавленного валика из-за износа мундштука или подающих роликов; чрезмерного вылета электрода; наплыв металла вследствие чрезмерной силы сварочного тока или недостаточного смещения электродов из зенита; поры в наплавленном металле из-за повышенной влажности флюса (его необходимо просушить в течение 1—1,5 ч при температуре 250 — 300 °С); неустойчивая дуга как следствие ненадежного контакта.В качестве источников питания дуги используют преобразователи ПСГ-500, выпрямители ВС-300, ВДУ-504, ВС-600, ВДГ-301 с жесткой внешней характеристикой.Наплавка порошковой проволокой.Хорошие результаты при наплавке дает использование порошковой проволоки, в состав которой входят феррохром, ферротитан, ферромарганец, графитовый и железный порошки. Наплавку выполняют под слоем флюса или в среде защитного газа, но при введении в проволоку соответствующих компонентов возможна наплавка и без флюсовой или газовой защиты Порошковую проволоку изготовляют на специальных станках методом волочения. Исходным материалом служит лента из низкоуглеродистой стали и порошок, содержащий необходимые элементы.Используют два типа порошковой проволоки: для наплавки под флюсом и для наплавки открытой дугой.Разбрызгивание электродного материала во время наплавки порошковой проволокой уменьшается при применении постоянного тока низкого напряжения (20—21 В) от источника питания с жесткой внешней характеристикой.Порошковые проволоки марок ПП-АН122 (30Х5Г2МО) и ПП-АН128 (35Х4Г2СМ) при наплавке открытой дугой имеют по физико-механическим свойствам наплавленного металла и технологичности некоторые преимущества перед другими материалами: можно увеличить силу тока, т е. производительность процесса в 2 раза и более; отпадает операция отделения шлаковой корки от детали после наплавки; микроструктура металла при наплавке на сталь 45 (материал коленчатых валов) трооститио-мартенситная, твердость 51,5—57 HRC3; износостойкость в 1,6—2 раза больше, чем у стали 45, закаленной токами высокой частоты (ТВЧ). Для наплавки порошковой проволокой используют токарные станки с головками А-580М, ОКС-1252М, А-765, А-1197, а также специальные станки УД-13'J, УД-140, УД-143, УД-144, УД-209, УД-233, У-651, У-653, ОКС-11200, ОКС-11236, ОКС-11238, О КС-14408.Источниками питания дуги являются преобразователи ПСГ-500, выпрямители ВДУ-504, ВДУ-301, ВДУ-1001, ВС-600, ВДМ-1001. Использование порошковой проволоки позволяет снизить расход сварочной проволоки. Так, для получения 1 кг наплавленного металла расходуется 1,6 кг электродов, а при наплавке порошковой проволокой открытой дугой и под слоем флюса — 1,15— 1,25 кг.Для большинства марок порошковой проволоки коэффициент наплавки составляет 13—15 г/(А-ч), т. е. значение коэффициента значительно выше, чем при наплавке обычными электродами. Наплавку порошковой проволокой и лентой выполняют при постоянном токе обратной полярности. Диаметр электродной проволоки зависит от толщины наплавленного металла с припуском на меха­ническую обработку 0,8—1,5 мм на сторону. Силу тока выбирают в зависимости от скорости наплавки и диаметра проволоки. Наплавка в среде углекислого газа.Этот способ в значительной степени отличается от других способов вос­становления деталей — не нужно ни флюсов, ни электродных покрытий. Дуга между электродом и наплавляемым изделием горит в струе газа, вытесняющего воздух из плавильного пространства и защищающего расплавленный металл от воздействия кислорода и азота.Автоматическая наплавка в среде углекислого газа имеет следующие преимущества: при наплавке отсутствуют вредные выделения и шлаковые корки; открытая дуга дает возможность наблюдать и корректировать процесс, проводить наплавку при любом пространственном положении наплавляемой плоскости, механизировать наплавку, выполняемую на мелких деталях (валах диаметром 10 мм и более).Для наплавки применяют следующее оборудование: наплавочные головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; источники питания ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЗД-7,5/30; подогреватели газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ крупностью 2,8—7 мм; редукторы-расходомеры ДРЗ-1-5-7, или ротаметры РС-3, РС-ЗА, РКС-65, или кислородный редуктор РК-53Б. При наплавке используют материалы: электродную проволоку Св-12ГС, Св-0,8ГС, Св-0,8Г2С, Се-12X13, Св-06Х19Н9Т, Св-18ХМА, Нп-30ХГСА; порошковую проволоку ПП-Р18Т, ПП-Р19Т, ПП-4Х28Г и др., подаваемую из кассеты в плавильную зону через мундштук с наконечником.Углекислый газ из баллона по рукаву через сопло, внутри которого находится наконечник, подается между концом электродной проволоки и наплавляемым изделием к дуге, окружает дугу со всех сторон и вытесняет воздух из плавильного пространства. Наплавку в среде углекислого газа выполняют на постоянном токе обратной полярности. Тип и марку электрода выбирают в зависимости от материала восстанавливаемой детали и требуемых физико-механических свойств наплавленного металла. Скорость подачи проволоки зависит от силы тока, устанавливаемой с таким расчетом, чтобы в процессе наплавки не было коротких замыканий и обрывов дуги. Скорость наплавки устанавливают в зависимости от толщины наплавляемого металла и качества формирования наплавленного слоя. Наплавку валиков осуществляют с шагом 2,5—3,5 мм. Каждый последующий валик должен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/8 его ширины. Расход углекислого газа зависит от диаметра электродной проволоки. На расход газа оказывают также влияние скорость наплавки, конфигурация изделия, и наличие движения воздуха. Источники питания дуги должны иметь жесткую внешнюю характеристику и скорость нарастания силы тока короткого замыкания 70—110 кА/с. Вибродуговая наплавка – разновидность дуговой наплавки металлическим электродом. Процесс наплавки осуществляется при вибрации электрода с подачей охлаждающей жидкости на наплавленную поверхность. На рис. 14 дана принципиальная схема вибродуговой установки с электромеханическим вибратором. 1 — двигатель механизма привода подачи проволоки; 2 — кассета для проволоки; 3 — ролики подачи проволоки 4 — мундштук головки; 5 — наплавляемая деталь; 6 — насос подачи жидкости в зону наплавки; 7 — емкость для жидкости с отстойником; 8 — шатун механического вибратора; 9 — вольтметр; 10— амперметр; 11 — катушка индуктивности дросселя; 12 — генератор; 13 — реостат генератора; 14— электродвигатель Принципиальная схема установки для вибродуговой наплавки используются металлические порошки (ПЖ-3 ПЖ-5 и др.). На суппорте токарного станка закрепляют наплавочную головку (ОКС-6569 или ОКС-1252). Для питания дуги используют источники постоянного тока с жесткой внешней характеристикой (генераторы АНД-500/250, выпрямители ВС-300 и ВС-600, преобразователи ПД-305 и ПСГ-500).К наплавляемой поверхности детали, которая вращается в центрах токарного станка, роликами подающего механизма из кассеты через вибрирующий мундштук подается электродная проволока. Из-за колебаний мунд­штука, вызываемых эксцентриковым механизмом, проволока периодически прикасается к поверхности детали и расплавляется под действием импульсных электрических разрядов, поступающих от генератора. Под действием вибратора мундштук вместе с проволокой вибрирует с частотой11О Гц и амплитудой колебания до 4 мм (практически 1,8—3,2 мм).Вибрация электрода во время наплавки обеспечивает стабильность процесса за счет частых возбуждений дуговых разрядов и способствует подаче электродной прово­локи небольшими порциями, что обеспечивает лучшее формирование наплавленных валиков. Благодаря вибрациям процесс наплавки может быть осуществлен при низком напряжении (12—18 В). Охлаждающая жидкость (4—6 %-ный раствор кальцинированной соды в воде) защищает металл от окисления.Качество соединения наплавленного металла с основным зависит от нескольких факторов. Основными из них являются полярность тока, шаг наплавки (подача суппорта станка на один оборот детали), угол подвода элек­трода к детали, качество очистки и подготовки поверхности, подлежащей наплавлению, толщина слоя наплавки и др.Высокое качество сварки получают при токе обратной полярности (плюс на электроде, минус на детали), шаге наплавки 2,3—2,8 мм/об и угле подвода проволоки к детали 15—30°. Скорость подачи электрода не должна превышать 1,65 м/мин, скорость наплавки — 0,5—0,65 м/мин; толщина наплавленного слоя, при которой обеспечивается надежное сплавление, — 2,5 мм. Структура и твердость наплавленного слоя зависят от химического состава электродной проволоки и коли­чества охлаждающей жидкости. При наплавке проволокой Нп-80 (с содержанием углерода 0,75—0,85 %) валик в охлаждающей жидкости закаляется до высокой твердости и частично отпускается, образуя этим неоднородную структуру от мартенсита закалки до троостосорбита отпуска с твердостью 26—55 HRCa. При наплавке низкоуглеродистой проволокой Св-08 получают твердость поверхности наплавки 14—19 HRC3. Основным показателем прочности наплавленной детали является сопротивление усталости, которое в основном зависит от трех параметров: количества охлаждающей жидкости, подаваемой в зону наплавки, шага и скорости наплавки.Технология вибродуговой наплавки предусматривает восстановление деталей с цилиндрическими, коническими наружными и внутренними поверхностями, а также с плоскими поверхностями (рис. 15). 1 - деталь; 2 — электродРис. 15. Схемы вибродуговой наплавки изношенных наружных (а) и внутренних (б) цилиндрических, поверхностей, наружных конических поверхностей (в), шлицев (г) и плоских поверхностей (д) Для наплавки внутренних цилиндрических поверхностей головку размещают на станке так, чтобы плоскость мундштука совмещалась с осью детали. Деталь приводят во вращательное движение, а головку — в поступательное.Конические наружные поверхности наплавляют проволокой, подводимой со стороны. Необходимое поперечное перемещение головки осуществляют вручную.Для наплавки плоских поверхностей детали устанавливают в горизонтальной плоскости и закрепляют неподвижно, а головку перемещают параллельно оси детали.Толщина однослойной наплавки в зависимости от режимов колеблется от 0,5 до 3 мм. При многослойной наплавке можно получить слои любой толщины. Под­готовка поверхностей для наплавки состоит в очистке их от грязи и ржавчины. Все отверстия и пазы, которые необходимо сохранить, заполняют медными или графитовыми вставками так, чтобы они выступали над поверх­ностью на величину, превышающую толщину наплавленного слоя, что позволяет легче удалить их после наплавки. Центры деталей проверяют и исправляют. Скорость наплавки (м/мин) определяют по частоте вращения детали, равной наружными и внутренними поверхностями, а также с плоскими поверхностями (рис. 15).Для наплавки внутренних цилиндрических поверхностей головку размещают на станке так, чтобы плоскость мундштука совмещалась с осью детали. Деталь приводят во вращательное движение, а головку — в поступательное.Конические наружные поверхности наплавляют проволокой, подводимой со стороны. Необходимое попереч­ное перемещение головки осуществляют вручную.Для наплавки плоских поверхностей детали устанавливают в горизонтальной плоскости и закрепляют неподвижно, а головку перемещают параллельно оси детали.Толщина однослойной наплавки в зависимости от режимов колеблется от 0,5 до 3 мм. При многослойной наплавке можно получить слои любой толщины. Подготовка поверхностей для наплавки состоит в очистке их от грязи и ржавчины. Все отверстия и пазы, которые необходимо сохранить, заполняют медными или графи­товыми вставками так, чтобы они выступали над поверх­ностью на величину, превышающую толщину наплавлен­ного слоя, что позволяет легче удалить их после наплавки. Центры деталей проверяют и исправляют.Скорость наплавки (м/мин) определяют по частоте вращения детали, равной Так, несплавление наносимого слоя с материалом детали является результатом малого шага наплавки (менее 1,1 мм/об), низкого напряжения (менее 12 В) и недостаточ­ной силы тока. Сила тока зависит главным образом от сопротивления цепи. Поэтому следует проверить все кон­такты электрических схем, особенно между мундштуком и деталью. Провод питания должен иметь минимальную длину и достаточную площадь сечения (не менее 70 мм2).Сильное разбрызгивание электродного материала происходит при недостаточной индуктивности сварочной цепи, неправильном угле установки мундштука относи­тельно детали и поступлении охлаждающей жидкости не­посредственно в дугу. Плохое формирование слоя, недостаточная стабиль­ность процесса наплавки могут быть следствием малой силы тока, чрезмерно большой индуктивности сварочной цепи, неправильного выбора угла установки мундштука относительно детали, а также подачи жидкости очень близко к дуге.Раковины и поры в наплавленном слое являются ре­зультатом неправильного угла размещения мундштука относительно детали, плохой вибрации электрода и за­грязненности проволоки.Трещины в наплавленном слое возникают при на­плавке пружинной высокоуглеродистой проволокой с по­дачей жидкости. Для уменьшения количества трещин следует подавать жидкость на расстоянии 20—40 мм от зоны наплавки и уменьшить ее количество. Дуговая наплавка с газопламенной защитой. Большими технологическими возможностями при восстановлении деталей широкой номенклатуры в условиях ремонтного производства обладает дуговая наплавка с газопламенной защитой. Способ позволяет наплавлять на детали плот­ные слои, применяя доступные и относительно дешевые углеродистые проволоки. Металл, наплавленный высо­коуглеродистыми проволоками на стальные детали, хорошо воспринимает закалку. Можно также наплавлять сталь­ной низкоуглеродистой проволокой на чугунные детали. Наплавленный слой в этом случае обладает хорошей обр абатываемостью.Особенностью способа является то, что защитные газы в сварочную зону подаются двумя концентричными (рис. 16) потоками: в наруж­ном потоке — природный газ (ГОСТ 5542—78) или пропанбутановую смесь (ГОСТ 20447—80) и во внутреннем потоке — кислород (ГОСТ 5583—78). Схема наплавки с газопламенной защитой I — сопло для природного газа; 2 — сопло для кислорода; 3 - мундштук; 4 — проволока; 5 — деталь; lull— подача соответственно кислорода и природного газа (пропан-бутана) При этом природный газ и продукты его сгорания защищают сварочную зону от проникновения азотаиз воздуха. Однако углеводородный газ вызывает при сварке обильную пористость. Вредное влияние газа на плотность наплавленного металла подавляется кислородом, который подается узким внутренним потоком в зону дуги. По выходе из горелки газ сгорает, образуя пламя. Таким образом, дуга горит в факеле газокислородного пламени.Для наплавки с газопламенной защитой применяется двухсопловая горелка конструкции ВНИИВИД и УФ ЦОКПТБ В НПО «Ремдеталь». Газовую горелку крепят к мундштуку таким образом, чтобы ось ее совпадала с кон­цом электрода на расстоянии от наконечника, равном вылету электрода.Для защиты от перегрева в процессе наплавки газовая горелка и головка мундштука снабжены рубашками водя­ного охлаждения, которые включаются последовательно в систему питания водой. Наплавку выполняют на наплавочных установках УД-209, У-653 или созданной на базе токарного станка, а также наплавочного станков. Для создания газопламенной защиты установку оснащают горелкой, системой питания горелки газами и системой охлаждения горелки и наплав­ляемой детали. Для питания дуги применяют источники с пологопадающей или жесткой характеристикой: ВС-600, ВДУ-505, ВДУ-50, ВДУ-601, ПСГ-500 и др. «Плюс» источника питания подключают к горелке.Плотные слои на стальные и чугунные детали наплавляют различными стальными, сварочными и наплавочными проволоками, такими, как, например Св-08, Св-08ГА, Св-08Г2С, Нп-ЗОХГСА, или углеродистыми и низколеги­рованными проволоками, например из стали 08кп, 10, 20, 45, 65Г, 80 и др. Присутствие раскислителей в составе проволоки не обязательно. Наиболее целесообразно боль­шинство стальных деталей наплавлять пружинной про­волокой II класса (ГОСТ 9378—75). Могут применяться и другие проволоки, содержащие до 0,7 % углерода и легированные до 1 % марганца. Для наплавки чугунных деталей применяют сварочные проволоки Св-08 и Св-08А или низкоуглеродистые про­волоки из сталей 08кп и 10. Можно применять другие проволоки, близкие по составам к указанным ранее.Принудительное охлаждение детали позволяет сохра­нять удовлетворительное формирование слоя при наплавке с использованием тока большей силы, чем при наплавке в углекислом газе. Благодаря этому по сравне­нию с наплавкой в среде углекислого газа можно наплав­лять детали меньшего диаметра, не опасаясь их пере­грева, применять проволоки больших диаметров и более производительно вести процесс. Совмещая процесс на­плавки с интенсивным охлаждением наплавленного ме­талла струей охлаждающей жидкости (четырехпроцент­ным раствором кальцинированной соды или водой), при наплавке пружинной проволокой II класса можно получить наплавленные слои с твердостью 56—64"HRQ.Контактная приварка ленты и проволоки. Суть про­цесса восстановления контактной приваркой состоит в приваривании мощными импульсами тока к поверхности деталей стальной ленты, порошка или проволоки.Для уменьшения нагрева детали и улучшения закалки привариваемого слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость. На рис. 17 показана схема приварки металлической ленты к поверхности вала. Схема приварки металлической ленты к поверхности вала:а - источник импульсов б — перекрытие импульсов Способ восста­новления деталей контактным электроимпульсным по­крытием широко применяют для восстановления посадоч­ных мест под подшипники в корпусных деталях и валах, а также резьбовых частей валов. Для восстановления и упрочнения деталей перспективной является приварка к изношенным поверхностям порошковых твердых спла­вов.При контактной сварке металл прогревается на малую глубину, что обеспечивает неизменность его химического состава и отпадает необходимость в применении флюсов и защитных газов.Чтобы изготовить электроды, применяют специальные медные сплавы БрХ1, БрВНТ1,9 и др.Установка 011-1-02М работает в полуавтоматическом режиме и позволяет восстанавливать детали диаметром 20—250 и длиной до 1250 мм. За один проход может быть приварен слой толщиной 0,15—1,5 мм. Частота вращения шпинделя 0—20 об/мин, скорость рабочего перемещения сварочной головки 0,000075—0,075 м/с, производительность 60—80 см2/мин, максимальная потребляемая мощность 75 кВт. Электрошлаковая наплавка. Для изготовления биметаллических деталей с износостойким слоем значительной толщины (более 10 мм) применяют электрошлаковую наплавку. В этом процессе используют теплоту, выделяю­щуюся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Электрошлаковая наплавка обеспечивает наибольшую производительность по сравнению со всеми другими способами наплавки. С помощью легиро­ванных присадок получают наплавленный слой нужного химического состава.Наплавку можно выполнять на плоских поверхностях, а также на поверхностях тел вращения. Особенность элек­трошлаковой наплавки состоит в том, что можно полу­чать гладкие, ровные поверхности наплавленного слоя. Это дает возможность использовать детали без последую­щей механической обработки.При электрошлаковой наплавке почти полностью от­сутствуют потери на газообразование и разбрызгивание. Качество наплавленного металла высокое — отсутствуют поры, трещины и другие дефекты. Наплавку чаще всего выполняют на вертикально рас­положенных поверхностях при принудительном формиро­вании наплавленного слоя медными, керамическими и графитовыми водоохлаждаемыми формами.В начале процесса в зазор между деталью и водоох-лаждаемой формой заливают расплавленный флюс и воз­буждают дугу между электродной проволокой и деталью. После образования шлаковой ванны достаточной глубины дуга потухает, и ток проходит через расплавленный шлак — начинается электрошлаковый процесс. Расход флюса при этом способе в 15—20 раз меньше, чем при электродуговом. Сварочную проволоку, электродные ленты, пластины или стержни большого сечения, а также высоко­легированную проволоку и порошки можно применять как присадочный материал.При наплавке износостойких поверхностей наиболее пригоден флюс АН-22. Наплавку осуществляют специаль­ными сварочными аппаратами: По мере заполнения за­зора наплавленным металлом деталь перемещают отно­сительно аппарата вниз. Режимы электрошлаковой наплавки при восстановле­нии опорных катков тракторов класса 30 кН имеют сле­дующие (оптимальные) значения:напряжение 36—40 В; сила тока 800—900 А; скорость подачи проволоки 3—3,5 м/мин; глубина шлаковой ванныНаплавка. Метод восстановления деталей машин наплавкой применяют в тех случаях, когда на поверхности изношенной детали необходимо получить поверхностный слой заданной толщины и нужного химического состава, обладающий высокой твердостью и износостойкостью.Наплавка служит для восстановления размеров деталей и получения на их рабочих поверхностях износостойких покрытий путем расплавления наплавочного материала дуговой или газовой сваркой ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами.Для деталей из низкоуглеродистой стали используют электроды ОММ-5 типа Э-42 и УОНИ-13/45П типа Э-42А; для среднеуглеродистой стали, термически не обработанной или нормализованной, — электроды УОНИ-13/55 типа Э-50А; для закаленных среднеуглеродистых цементированных и легированных сталей — электроды ОЗН-250, ОЗН-300, ОЗН-350, У-340, ОМГ-Н и др. Наплавку производят постоянным током при обратной полярности короткой дугой с перекрытием соседних валиков на 30—50 %, диаметр электрода и сила тока ниже, чем при сварке. Крупные детали предварительно нагревают до 300—400 °С. К механизированным способам наплавки относятся следующие:Автоматическая и полуавтоматическая наплавка под слоем флюса на токарном или специальном станке постоянным током обратной полярности с помощью наплавочных головок. Электродная проволока диаметром 1—2,5 мм марок Св-08, Нп-30 — для малоуглеродистой стали; Нп-40, Нп-50 — для среднеуглеродистой стали Нп-ЗОХГСА, Нп-2Х24, Нп-ЗХ13 — для хромистых сталей и др Флюс: плавленный (АН-348А, ОСЦ-45, АН-60 и др.) и керамический (АНК-18, АНК-19, ЖСН и др.). Толщина наплавляемого слоя до 5 мм и более.Вибродуговая наплавка на токарном станке постоянным toком при обратной полярности с применением охлаждающей жидкости и без охлаждения, в среде защитных газов и под слоем флюса с помощью наплавочных головок с электромагнитным или механическим вибратором. Электродная проволока диаметром 1,2-2,5 мм — из углеродистой или легированной стали. Частота вращения детали до 20 мин-1. Продольная подача каретки суппорта с головкой 2—3 мм/об. Толщина слоя, наплавляемого за один про ход, 0,5—2,5 мм, а его твердость — до HRC 60. Применяется для восстановления деталей (в том числе малого диаметра) из стали серого и ковкого чугунов (шейки валов, шлицы, резьбовые поверхности и др.), не испытывающих больших динамических нагрузок. Вибродуговую наплавку с использованием установки, снабженной электромеханическим вибратором, принципиальная схема которой приведена на рисунок 1, и обычного токарного станка необходимо выполнять следующим образом:установить на суппорт токарного станка наплавочную головку, например мод. ОКС-6569 или ОКС-1252;подключить мундштук 13 наплавочной головки к положительному полюсу генератора 7, например мод. АН500/250;подготовить поверхность восстанавливаемой детали к наплавке, очистив ее от загрязнений и следов коррозии;установить на центрах, закрепленных в конических отверстиях шпинделя и задней бабки станка, электроизолирующие прокладки, например из текстолита или резины; 1 — кассета для проволоки; 2 — двигатель механизма привода подачи проволоки; 3 — катушка индуктивности дросселя; 4— амперметр; 5 — реостат генератора; б — электродвигатель; 7 — генератор; 8 — емкость для жидкости с отстойником; 9 — вольтметр; 10 — шатун механического вибратора; 11 — насос подачи жидкости в зону наплавки; 12 — наплавляемая деталь; 13 — мундштук головки; 14 — ролики подачи проволокиПринципиальная схема установки для вибродуговой наплавкииспользуются металлические порошки (ПЖ-3 ПЖ-5 и др.). а — наружных цилиндрических; б — внутренних цилиндрических; в — плоских; г — конических; д — шлицевых; 1 — деталь; 2 — электродСхемы вибродуговой наплавки изношенных поверхностей: Автоматическая и полуавтоматическая наплавка в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся (вольфрамовым) электродами на постоянном токе при обратной полярности с использованием углекислого газа для стальных и аргона и гелия для алюминиевых деталей. Электродная проволока диаметром 0,8—2,5 мм марок Св-0812СА, Св-12ГС, Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА и др. Толщина наплавленного слоя 0,8—1 мм, твердость HRC 24—35, а после закалки — до HRC 50. Применяется для восстановления деталей том числе тонкостенных и малого сечения, диаметром от 10 мм (чаще — шейки валов). 1 — сопло для природного газа; 2 — сопло для кислорода; 3 — мундштук; 4 — наплавочная проволока; 5 — деталь; I и II — подача кислорода и природного газа (пропан-бутана) соответственноСхема наплавки с газопламенной защитой Электроконтактная наплавка на токарном станке переменным током путем приварки навиваемой на деталь проволоки (ленты при одновременном ее деформировании с помощью двух роликов до требуемой толщины слоя покрытия. Электродная проволока Нп-40, Нп-50, Нп-ЗОХГСА и др. диаметром 0,5—2 мм. Толщина наплавленного слоя 0,2—1,5 мм. При электроконтактном напекании вместо проволоки используются металлические порошки (ПЖ-3 ПЖ-5 и др.). Схема приварки металлической ленты к изношенной поверхности вала Электрошлаковая наплавка. Для изготовления биметаллических деталей с износостойким слоем значительной толщины (более 10 мм) применяют электрошлаковую наплавку. В этом процессе используют теплоту, выделяю­щуюся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Электрошлаковая наплавка обеспечивает наибольшую производительность по сравнению со всеми другими способами наплавки. С помощью легированных присадок получают наплавленный слой нужного химического состава.Наплавку можно выполнять на плоских поверхностях, а также на поверхностях тел вращения. Особенность электрошлаковой наплавки состоит в том, что можно получать гладкие, ровные поверхности наплавленного слоя. Это дает возможность использовать детали без последую­щей механической обработки.При электрошлаковой наплавке почти полностью отсутствуют потери на газообразование и разбрызгивание. Качество наплавленного металла высокое — отсутствуют поры, трещины и другие дефекты. Наплавку чаще всего выполняют на вертикально расположенных поверхностях при принудительном формировании наплавленного слоя медными, керамическими и графитовыми водоохлаждаемыми формами.В начале процесса в зазор между деталью и водоохлаждаемой формой заливают расплавленный флюс и возбуждают дугу между электродной проволокой и деталью. После образования шлаковой ванны достаточной глубины дуга потухает, и ток проходит через расплавленный шлак — начинается электрошлаковый процесс. Расход флюса при этом способе в 15—20 раз меньше, чем при электродуговом. Сварочную проволоку, электродные ленты, пластины или стержни большого сечения, а также высоколегированную проволоку и порошки можно применять как присадочный материал.При наплавке износостойких поверхностей наиболее пригоден флюс АН-22. Наплавку осуществляют специальными сварочными аппаратами: По мере заполнения зазора наплавленным металлом деталь перемещают относительно аппарата вниз. Режимы электрошлаковой наплавки при восстановлении опорных катков тракторов класса 30 кН имеют следующие (оптимальные) значения:напряжение 36—40 В; сила тока 800—900 А; скорость подачи проволоки 3—3,5 м/мин; глубина шлаковой ванны 80 мм; число электродов2; скорость подачи сормайта 50—85 г/мин; диаметр электродной проволоки, используемой в этом случае, 3 Mivl; марка электродной проволоки Св-08; флюс АН-348А, АН-8.Запорожским машиностроительным институтом разработан технологический процесс восстановления ответственных и остродефицитных деталей злектровозов электрошлаковым методом. Процесс восстановления начинают с подготовки деталей к ремонту: очистки от смазочных материалов, обрезки изношенных частей изделий. Восстановление выполняют на установке для электрошлакового переплава с исполь­зованием электрода из того же металла, что и изделие, или металла, близкого по химическому составу. Принципиальная схема восстановления поперечного вала уравнительной муфты электрошлаковым способом. Восстанавливаемую деталь 5 (поперечный вал уравнительной муфты) помещают на плите, к которой присоединен токоподвод (рисунок 4). На основу детали в месте удаленной изношенной части устанавливают медный водоохлаждаемый кристаллизатор 3, внутренняя конфигурация которого соответствует восстанавливаемому элементу. Расходуемый электрод / плавится под действием теплоты, выделяющейся в жидком электропроводном флюсе 2. В кристаллизаторе под слоем флюса происходят непрерывное наплавление металла и формирование восстанавливаемой части 4 детали.Восстановленные электрошлаковым методом детали подвергаются соответствующей термической и механической обработке.Применяются также другие способы наплавки: токами высоко частоты, электроискровая, плазменная и др. Вопросы для повторения темы:1 Какое применение нашла наплавка в ремонтной практике?2 Какие виды наплавки применяют при ремонте деталей?3 Какие виды наплавок вы знаете?4 В чём особенности вибродуговой наплавки?5 В чём особенности наплавки с газопламенной защитой?6 Каковы преимущества электроконтактной наплавки?7 Каковы преимущества электрошлаковой наплавки?